半導體知識-半導體如何區分（干貨圖解）

半導體如何區分，根據物體導電能力(電阻率)的不同，來劃分導體、絕緣體和半導體。導體：容易導電的物體。如：鐵、銅等等；絕緣體：幾乎不導電的物體。如：橡膠等等；半導體：半導體是導電性能介于導體和半導體之間的物體。在一定條件下可導電。半導體的電阻率為10-3～109Ω·cm。典型的半導體有硅Si和鍺Ge以及砷化鎵GaAs等。

半導體如何區分詳解

（一）導體導電和本征半導體導電的區別

導體導電只有一種載流子：自由電子導電

半導體導電有兩種載流子：自由電子和空穴均參與導電

自由電子和空穴成對出現，數目相等，所帶電荷極性不同，故運動方向相反。

（二）本征半導體的導電性很差，但與環境溫度密切相關。

（三）雜質半導體

（1）N型半導體——摻入五價元素

（2）P型半導體——摻入三價元素

（四）PN結——P型半導體和N型半導體的交界面

在交界面處兩種載流子的濃度差很大；空間電荷區又稱為耗盡層

反向電壓超過一定值時，就會反向擊穿，稱之為反向擊穿電壓。

（五）PN結的單向導電性——外加電壓

（六）二極管的結構、特性及主要參數

（1）P區引出的電極——陽極；N區引出的電極——陰極

溫度升高時，二極管的正向特性曲線將左移，反向特性曲線下移。二極管的特性對溫度很敏感。

其中，Is為反向電流，Uon為開啟電壓，硅的開啟電壓——0.5V，導通電壓為0.6~0.8V，反向飽和電流<0.1μA，鍺的開啟電壓——0.1V，導通電壓為0.1~0.3V，反向飽和電流幾十μA。

（2 ）主要參數

1、最大整流電流I：最大正向平均電流

2、最高反向工作電流U：允許外加的最大反向電流，通常為擊穿電壓U的一半

3、反向電流I：二極管未擊穿時的反向電流，其值越小，二極管的單向導電性越好，對溫度越敏感

4、最高工作頻率f：二極管工作的上限頻率，超過此值二極管不能很好的體現單向導電性

（七）穩壓二極管

在反向擊穿時在一定的電流范圍內（或在一定的功率耗損范圍內），端電壓幾乎不變，表現出穩壓特性，廣泛應用于穩壓電源和限幅電路中。

（1）穩壓管的伏安特性

（2）主要參數

1、穩定電壓U：規定電流下穩壓管的反向擊穿電壓

2、穩定電流I：穩壓管工作在穩定狀態時的參考電流。電流低于此值時穩壓效果變壞，甚至根本不穩壓，只要不超過穩壓管的額定功率，電流越大穩壓效果越好。

【附加】限流電阻：由于穩壓管的反向電流小于I時不穩定，大于最大穩定電流時會因超過額定功率而燒壞，故要串聯一個限流電阻保證穩壓管正常工作。

3、額定功率P：等于穩定電壓U與最大穩定電流I的乘積。超過此值時穩壓管會因為結溫度過高而損壞。

4、動態電阻r：在穩壓區，端電壓變化量與電流變化量之比。r越小，說明電流變化時穩定電壓的變化越小，穩壓特性越好。

5、溫度系數α：表示電流不變時，溫度每變化1℃穩壓值的變化量，即α=△U/△T。

U<4V時，α為負值，即溫度升高時穩定電壓值下降；

U>7V時，α為正值，即溫度升高時穩定電壓值上升；

4<U<7V時，α很小，近似為零，性能穩定。

（八）雙極型晶體管——晶體三極管——半導體三極管——晶體管的結構、特性及主要參數

（1）主要以NPN型硅管為例講解放大作用、特性曲線和主要參數

放大是對模擬信號最基本的處理。晶體管是放大電路的核心元件，它能控制能量的轉換，將輸入的任何微小變化不失真地放大輸出，放大的對象是變化量。

Ie：發射區雜質濃度高，基區雜質濃度低，大量自由電子越過發射結到達基區。

Ib：基區很薄，雜質濃度低

Ic：集電結外加反向電壓且結面積較大，基區的非平衡少子越過集電結到達集電區，形成漂移電流。可見，在Vcc的作用下，漂移運動形成集電極電流Ic。

（2）特性曲線

（3）主要參數

1、直流參數

①共射直流電流系數β

②共基直流電流放大系數α

③極間反向電流——硅管的溫度穩定性比鍺管的好

發射極開路時集電結的反向飽和電流——Icbo

基極開路時集電極與發射極間的穿透電流——Iceo

2、交流參數

①共射交流電流系數β

②共基交流電流放大系數α

③特征頻率fT——使β下降到1的信號頻率稱為特征頻率

3、極限參數——為使晶體管安全工作對它的電壓、電流和功率耗損的限制

①最大集電極耗散功率P——是一個確定的值決定于晶體管的溫升。P=iu=常數

②最大集電極電流I使β明顯減小的i即為I

③極間反向擊穿電壓

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